分布式事务框架seata落地实践
前言
seata是阿里巴巴研发的一套开源分布式事务框架,提供了AT、TCC、SAGA 和 XA 几种事务模式。本文以精品课项目组的物流后台服务为例,介绍seata框架落地的过程,遇到的问题以及解决方案。
作者/ 邓新伟
编辑/ 网易有道
有道精品课教务系统是基于springcloud的分布式集群服务。在实际业务中,存在许多分布式事务场景。然而传统的事务框架是无法实现全局事务的。长期以来,我们的分布式场景的一致性,往往指的是放弃强一致性,保证最终一致性。
我们从调研中发现,seata框架既可以满足业务需求,灵活兼容多种事务模式,又可以实现数据强一致性。
本文以 物流业务为例,记录了在实际业务中落地seata框架落地的过程中遇到的一些问题以及解决方案,供大家学习讨论~欢迎大家在留言区讨论交流
1. 基础信息
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· seata版本:1.4
-
· 微服务框架:springcloud
-
· 注册中心:consul
2.基本框架
2.1 基本组件
seata框架分为3个组件:
- · TC (Transaction Coordinator) -事务协调者 (即seata-server)
维护全局和分支事务的状态,驱动全局事务提交或回滚。
- · TM (Transaction Manager) -事务管理器 (在client上,发起事务的服务)
定义全局事务的范围:开始全局事务、提交或回滚全局事务。
- · RM (Resource Manager) - 资源管理器 (在client)
管理分支事务处理的资源,与TC交谈以注册分支事务和报告分支事务的状态,并驱动分支事务提交或回滚
2.2. 部署seata-server(TC)
在官网下载 seata 服务端,解压后执行bin/seata-server.sh即可启动。
seata-server 有2个配置文件:registry.conf 与 file.conf。而 registry.conf 文件决定了 seata-server 使用的注册中心配置和配置信息获取方式。
我们使用 consul 做注册中心,因此需要在registry.conf文件中,需要修改以下配置:
其中需要注意的是,如果需要高可用部署,seata获取配置信息的方式就必须是注册中心,此时file.conf就没用了。
(当然,需要事先把file.conf文件中的配置信息迁移到consul中)
store {
## store mode: file、db、redis
mode = "db"
... ...
## database store property
## 如果使用数据库模式,需要配置数据库连接设置
db {
## the implement of javax.sql.DataSource, such as DruidDataSource(druid)/BasicDataSource(dbcp)/HikariDataSource(hikari) etc.
datasource = "druid"
## mysql/oracle/postgresql/h2/oceanbase etc.
dbType = "mysql"
driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver"
url = "jdbc:mysql://***线上数据库地址***/seata"
user = "******"
password = "******"
minConn = 5
maxConn = 100
## 这里的三张表需要提前在数据库建好
globalTable = "global_table"
branchTable = "branch_table"
lockTable = "lock_table"
queryLimit = 100
maxWait = 5000
}
... ...
}
service {
#vgroup->rgroup
vgroupMapping.tx-seata="seata-server"
default.grouplist="127.0.0.1:8091"
#degrade current not support
enableDegrade = false
#disable
disable = false
max.commit.retry.timeout = "-1"
max.rollback.retry.timeout = "-1"
}
其中, global_table, branch_table, lock_table三张表需要提前在数据库中建好。
2.3 配置client端(RM与TM)
每个使用seata框架的服务都需要引入seata组件:
每个服务都同样需要配置file.conf与registry.conf文件,放在resource目录下。registry.conf与server的保持一致。在file.conf文件中,除了db配置外,还需要进行client参数的配置:
在application.yml文件中添加seata配置:
另外,还需要替换项目的数据源,
至此,client端的配置也已经完成了。
3. 功能演示
一个分布式的全局事务,整体是两阶段提交的模型。
全局事务是由若干分支事务组成的,
分支事务要满足两阶段提交的模型要求,即需要每个分支事务都具备自己的:
-
· 一阶段 prepare 行为
-
· 二阶段commit 或 rollback 行为
根据两阶段行为模式的不同,我们将分支事务划分为 Automatic (Branch) Transaction Mode **和 TCC (Branch) Transaction Mode.**
3.1 AT模式
AT 模式基于支持本地ACID事务的关系型数据库:
- · 一阶段 prepare行为:在本地事务中,一并提交业务数据更新和相应回滚日志记录。
- · 二阶段 commit 行为:马上成功结束,自动异步批量清理回滚日志。
- · 二阶段 rollback 行为:通过回滚日志,自动生成补偿操作,完成数据回滚
直接在需要添加全局事务的方法中加上注解@GlobalTransactional
注意:同@Transactional一样,@GlobalTransactional若要生效也要满足:
-
· 目标函数必须为public类型
-
· 同一类内方法调用时,调用目标函数的方法必须通过springBeanName.method的形式来调用,不能使用this直接调用内部方法
3.2TCC模式
TCC 模式是支持把自定义的分支事务纳入到全局事务的管理中。
- · 一阶段 prepare 行为:调用自定义的 prepare 逻辑。
- · 二阶段 commit 行为:调用自定义的 commit 逻辑。
- · 二阶段 rollback 行为:调用自定义的 rollback 逻辑。
首先编写一个TCC服务接口:
@LocalTCC
public interface BusinessAction {
@TwoPhaseBusinessAction(name = "doBusiness", commitMethod = "commit", rollbackMethod = "rollback")
boolean doBusiness(BusinessActionContext businessActionContext,
@BusinessActionContextParameter(paramName = "message") String msg);
boolean commit(BusinessActionContext businessActionContext);
boolean rollback(BusinessActionContext businessActionContext);
}
其中,BusinessActionContext为全局事务上下文,可以从此对象中获取全局事务相关信息(如果是发起全局事务方,传入null后自动生成),然后实现该接口:
@Slf4j
@Service
public class BusinessActionImpl implements BusinessAction {
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
@Override
public boolean doBusiness(BusinessActionContext businessActionContext, String msg) {
log.info("准备do business:{}",msg);
return true;
}
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
@Override
public boolean commit(BusinessActionContext businessActionContext) {
log.info("business已经commit");
return true;
}
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
@Override
public boolean rollback(BusinessActionContext businessActionContext) {
log.info("business已经rollback");
return true;
}
}
最后,开启全局事务方法同AT模式。
4. 遇到的问题
4.1 client TM/RM 无法注册到TC
在部署seata项目时常常会遇到这样的问题:在本地调试时一切正常,但是当试图部署到线上时,总是在clinet端提示注册TC端失败。
-
· 这是因为client需要先通过服务发现,找到注册中心里seata-server的服务信息,然后再与seata-server建立连接。不过线上的consul采用了多数据中心模式,在调用consul api时,必须加上dc参数项,否则将无法返回正确的服务信息;然而,seata提供的consul服务发现组件似乎并不支持dc参数的配置。
-
· 还有一个原因也会导致client无法连接到TC:seata的consul客户端在调用服务状态监控api时,使用了wait与index参数,从而使consul查询进入了阻塞查询模式。此时client对consul中要查询的key做监听,只有当key发生变化或者达到最大请求时间时,才会返回结果。貌似由于consul版本的问题,这个阻塞查询并没有监听到key的变化,反而会让服务发现的线程陷入无限等待之中,自然也就无法让client获取到server的注册信息了。
4.2高可用部署
seata服务的高可用部署 只支持注册中心模式。因此,我们需要想办法将file.conf文件以键值对的形式存到consul中。
遗憾的是,consul并没有显式支持namespace,我们只能在put请求中用“/”为分隔符起到类似的效果。当然,seata框架也没有考虑到这一点。所以我们需要修改源码中的Configuration接口与RegistryProvider接口的consul实现类,增加namespace属性
4.3 global_log与branch_log
TC在想mysql插入日志数据时,偶尔会报:
application_data字段其实就是对业务数据的记录。官方给出的建表语句是这样的:
显然,VARCHAR(2000)的大小是不合适的, utf8的格式也是不合适的。所以我们需要修改seata关于 数据源连接的部分代码:
// connectionInitSql设置
protected Set<string> getConnectionInitSqls(){
Set</string><string> set = new HashSet<>();
String connectionInitSqls = CONFIG.getConfig(ConfigurationKeys.STORE_DB_CONNECTION_INIT_SQLS);
if(StringUtils.isNotEmpty(connectionInitSqls)) {
String[] strs = connectionInitSqls.split(",");
for(String s:strs){
set.add(s);
}
}
// 默认支持utf8mb4
set.add("set names utf8mb4");
return set;
}
</string>
5.自定义开发
5.1利用SPI机制编写自定义组件
seata基于java的spi机制提供了自定义实现接口的功能,我们只需要在自己的服务中,根据seata的接口写好自己的实现类即可。
SPI(Service Provider Interface)是JDK内置的服务发现机制,用在不同模块间通过接口调用服务,避免对具体服务服务接口具体实现类的耦合。比如JDBC的数据库驱动模块,不同数据库连接驱动接口相同但实现类不同,在使用SPI机制以前调用驱动代码需要直接在类里采用Class.forName(具体实现类全名)的方式调用,这样调用方依赖了具体的驱动实现,在替换驱动实现时要修改代码。
以 ConsulRegistryProvider为例:
- ConsulRegistryServiceImpl
// 增加DC和namespace
private static String NAMESPACE;
private static String DC;
private ConsulConfiguration() {
Config registryCongig = ConfigFactory.parseResources("registry.conf");
NAMESPACE = registryCongig.getString("config.consul.namespace");
DC = CommonSeataConfiguration.getDatacenter();
consulNotifierExecutor = new ThreadPoolExecutor(THREAD_POOL_NUM, THREAD_POOL_NUM, Integer.MAX_VALUE,
TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(),
new NamedThreadFactory("consul-config-executor", THREAD_POOL_NUM));
}
... ...
// 同时在getHealthyServices中,删除请求参数wait&index
/**
* get healthy services
*
* @param service
* @return
*/
private Response<List<HealthService>> getHealthyServices(String service, long index, long watchTimeout) {
return getConsulClient().getHealthServices(service, HealthServicesRequest.newBuilder()
.setTag(SERVICE_TAG)
.setDatacenter(DC)
.setPassing(true)
.build());
}
- ConsulRegistryProvider 注意order要大于seata包中的默认值1,seata类加载器会优先加载order更大的实现类
- 然后在META-INF 的services目录下添加:io.seata.discovery.registry.RegistryProvider
这样就可以替换seata包中的实现了。
5.2 common-seata工具包
对于这些自定义实现类,以及一些公共client配置,我们可以统一封装到一个工具包下:
这样,其他项目只需要引入这个工具包,就可以无需繁琐的配置,直接使用了。
gradle引入common包:
6. 落地实例
以一个物流场景为例: 业务架构:
-
· logistics-server (物流服务)
-
· logistics-k3c-server (物流-金蝶客户端,封装调用金蝶服务的api)
-
· elasticsearch
业务背景:logistics 执行领用单新增,在 elasticsearch 中更新数据,同时通过 rpc 调用 logistics-k3c 的金蝶出库方法,生成金蝶单据,
问题:如果elasticsearch单据更新出现异常,金蝶单据将无法回滚,造成数据不一致的问题。
在部署完seata线上服务后,只需要在logistics与logistics-k3c中分别引入 common-seata工具包
logistics服务:
logistics-k3c:
由于我们新增单据接口是调用金蝶的服务,所以这里使用TCC模式构建事务接口
- · 首先创建StaffoutstockCreateAction接口
@LocalTCC
public interface StaffoutstockCreateAction {
@TwoPhaseBusinessAction(name = "staffoutstockCreate")
boolean create(BusinessActionContext businessActionContext,
@BusinessActionContextParameter(paramName = "staffOutStock") StaffOutStock staffOutStock,
@BusinessActionContextParameter(paramName = "materialNum") List<Triple<Integer, Integer, Integer>> materialNum);
boolean commit(BusinessActionContext businessActionContext);
boolean rollback(BusinessActionContext businessActionContext);
}
- · 接口实现StaffoutstockCreateActionImpl
@Slf4j
@Service
public class StaffoutstockCreateActionImpl implements StaffoutstockCreateAction {
@Autowired
private K3cAction4Staffoutstock k3cAction4Staffoutstock;
@SneakyThrows
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
@Override
public boolean create(BusinessActionContext businessActionContext, StaffOutStock staffOutStock, List<Triple<Integer, Integer, Integer>> materialNum) {
//金蝶单据新增
k3cAction4Staffoutstock.staffoutstockAuditPass(staffOutStock, materialNum);
return true;
}
@SneakyThrows
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
@Override
public boolean commit(BusinessActionContext businessActionContext) {
Map<String, Object> context = businessActionContext.getActionContext();
JSONObject staffOutStockJson = (JSONObject) context.get("staffOutStock");
// 如果尝试新增成功,commit不做任何事
StaffOutStock staffOutStock = staffOutStockJson.toJavaObject(StaffOutStock.class);
log.info("staffoutstock {} commit successfully!", staffOutStock.id);
return true;
}
@SneakyThrows
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
@Override
public boolean rollback(BusinessActionContext businessActionContext) {
Map<String, Object> context = businessActionContext.getActionContext();
JSONObject staffOutStockJson = (JSONObject) context.get("staffOutStock");
StaffOutStock staffOutStock = staffOutStockJson.toJavaObject(StaffOutStock.class);
// 这里调用金蝶单据删除接口进行回滚
k3cAction4Staffoutstock.staffoutstockRollback(staffOutStock);
log.info("staffoutstock {} rollback successfully!", staffOutStock.id);
return true;
}
}
- · 封装为业务方法
/**
* 项目组领用&报废的审核通过:新增其他出库单
* 该方法使用seata-TCC方案实现全局事务
* @param staffOutStock
* @param materialNum
*/
@Transactional
public void staffoutstockAuditPassWithTranscation(StaffOutStock staffOutStock,
List<Triple<Integer, Integer, Integer>> materialNum){
staffoutstockCreateAction.create(null, staffOutStock, materialNum);
}
- · k3c API实现类
这样,一个 基于TCC的全局事务链路就建立起来了。
当全局事务 执行成功时,我们可以在 server 中看到打印的日志:
如果全局事务 执行失败,会进行回滚,此时会执行接口中的rollback,调用金蝶接口删除生成的单据,
7. 总结
本文以seata框架的部署与使用为主线,记录了 seata框架运用的一些 关键步骤与技术细节,并针对项目落地时遇到的一些的技术问题提供了解决方案。
在后续的推文中,我们还将继续以 seata 框架的源码解析为主线,向大家介绍 seata 实现分布式事务的核心原理与技术细节。